電涌保護器(SurgeprotectionDevice)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”英文簡寫為SPD。電涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞。

電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同，但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。

一、SPD的分類：

1、按工作原理分：

1．開關型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現為高阻抗，但一旦響應雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變為低值，允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

2．限壓型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。

3．分流型或扼流型

分流型：與被保護的設備并聯，對雷電脈沖呈現為低阻抗，而對正常工作頻率呈現為高阻抗。

扼流型：與被保護的設備串聯，對雷電脈沖呈現為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現為低阻抗。

用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。

按用途分：(1)電源保護器：交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。

(2)信號保護器：低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。

二、SPD的基本元器件及其工作原理：

1．放電間隙(又稱保護間隙)：

它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成(如圖15a)，其中一根金屬棒與所需保護設備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線(PE)相連接，當瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護設備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調整，結構較簡單，其缺點時滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是*回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。

2．氣體放電管：

它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內組成的。為了提高放電管的觸發概率，在放電管內還有助觸發劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，

氣體放電管的技術參數主要有：直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2～3)Udc;工頻而授電流In;沖擊而授電流Ip；絕緣電阻R(>109Ω)；極間電容(1-5PF)

氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓）

在交流條件下使用：Udc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)

3．壓敏電阻：

它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻，當作用在其兩端的電壓達到一定數值后，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當于多個半導體P-N的串并聯。壓敏電阻的特點是非線性特性好（I=CUα中的非線性系數α），通流容量大（～2KA/cm2），常態泄漏電流小（10-7～10-6A），殘壓低（取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對瞬時過電壓響應時間快（～10-8s），無續流。

壓敏電阻的技術參數主要有：壓敏電壓（即開關電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K(K=Ures/UN)；最大通流容量Imax；泄漏電流；響應時間。

壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0為工頻電源額定電壓）

最小參考電壓：Ulma≥（1.8～2）Uac(直流條件下使用)

Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓）

壓敏電阻的最大參考電壓應由被保護電子設備的耐受電壓來確定，應使壓敏電阻的殘壓低于被保護電子設備的而損電壓水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護設備的而損電壓。

4．抑制二極管：

抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區（圖19），由于它具有箝位電壓低和動作響應快的優點，特別適合用作多級保護電路中的最末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區內的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數，對于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7。

抑制二極管的技術參數主要有

（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內。

（2）最大箝位電壓：它是指管子在通過規定波形的大電流時，其兩端出現的最高電壓。

（3）脈沖功率：它是指在規定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積。

（4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區，其兩端所能施加的最大電壓，在此電壓下管子不應擊穿。此反向變位電壓應明顯高于被保護電子系統的最高運行電壓峰值，也即不能在系統正常運行時處于弱導通狀態。

（5）最大泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過的最大反向電流。

（6）響應時間：10-11s

5．扼流線圈：扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個尺寸相同，匝數相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環形磁芯上，形成一個四端器件，如圖15e所示，要對于共模信號呈現出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號（如雷電干擾），而對線路正常傳輸的差模信號無影響。

這種扼流線圈在制作時應滿足以下要求：

（1）繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣，以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發生擊穿短路。

（2）當線圈流過瞬時大電流時，磁芯不要出現飽和。

（3）線圈中的磁芯應與線圈絕緣，以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發生擊穿。

（4）線圈應盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強線圈對瞬時過電壓的而授能力。

6．1/4波長短路器

1/4波長短路器是根據雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號電涌保護器，其結構如圖21所示。這種保護器中的金屬短路棒長度是根據工作信號頻率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波長的大小來確定的。此并聯的短路棒長度對于該工作信號頻率來說，其阻抗無窮大，相當于開路，不影響該信號的傳輸，但對于雷電波來說，由于雷防雷減災管理辦法來源：中國氣象局令第3號-------------------------------------------------------------------------------------------《防雷減災管理辦法》已于2000年6月16日經中國氣象局局務會議通過，現予發布，自發布之日起施行。二○○○年六月二十六日第一章總則第一條為了加強雷電災害防御工作，保護國家利益和人民生命財產安全，促進經濟建設和社會發展，依據《中華人民共和國氣象法》有關規定，制定本辦法。第二條在中華人民共和國領域和中華人民共和國管轄的其他海域內從事防雷減災活動的組織和個人，應當遵守本辦法。本辦法所稱防雷減災是指防御和減輕雷電災害的活動，包括雷電災害的研究、監測、預警、防御等。第三條防雷減災工作，實行預防為主、防治結合的方針。第四條國務院氣象主管機構負責組織管理和指導全國防雷減災工作。地方各級氣象主管機構在上級氣象主管機構和本級人民政府的領導下，負責組織管理本行政區域內的防雷減災工作。國務院其他有關部門和地方各級人民政府其他有關部門所屬的防雷減災機構，應當接受同級氣象主管機構的行業管理，密切合作，共同做好防雷減災工作。第五條國家鼓勵和支持防雷減災的科學技術研究和開發，推廣應用防雷科技研究成果，提高防雷技術水平，開展防雷減災科普宣傳，增強全民防雷減災意識。第六條外國組織和個人在中華人民共和國領域和中華人民共和國管轄的其他海域從事防雷減災活動，必須經國務院氣象主管機構會同有關部門批準。第二章監測與預警第七條各級氣象主管機構應當會同有關部門組織對防雷減災技術、防雷產品以及雷電監測、預警系統的研究和開發。第八條國務院氣象主管機構應當組織有關部門按照合理布局、信息共享、有效利用的原則，組建全國雷電監測網，編制雷電災害防御規劃，避免重復建設。第九條各級氣象主管機構應當加強雷電災害預警系統的建設工作，提高雷電災害預警和防雷減災服務能力。第三章防雷工程專業設計與施工第十條新建、擴建、改建的建筑物、構筑物和其他設施需要安裝的雷電災害防護裝置（以下簡稱防雷裝置），應當符合國務院氣象主管機構規定的使用要求，并由具有相應防雷工程專業設計或者施工資質的單位承擔設計或者施工。本辦法所稱防雷裝置是指接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護器及其他連接導體等防雷產品和設施的總稱。第十一條防雷裝置的設計實行審核制度。防雷裝置的設計審核由當地氣象主管機構授權的單位承擔。對新建、擴建、改建的建筑物、構筑物防雷裝置的設計審核，當地氣象主管機構授權的單位可以會同建設行政主管部門有關單位進行。未經審核同意的設計方案，不得交付施工。對不符合防雷標準、規范的防雷工程專業設計方案，防雷工程專業設計單位應當按照審核結論進行修改并重新報批。第十二條防雷工程的施工單位應當按照審核同意的防雷工程專業設計方案進行施工，并接受當地氣象主管機構授權的單位監督管理。在施工中變更和修改防雷工程專業設計方案，應當按照原審批程序重新報批。第十三條新建、擴建、改建的防雷裝置必須經當地氣象主管機構委托的單位進行驗收。驗收合格后，由當地氣象主管機構委托的單位發給合格證書。未取得合格證書的，不得投入使用。第四章防雷檢測第十四條各級氣象主管機構應當會同有關部門指導對可能遭受雷擊的建筑物、構筑物和其他設施安裝的防雷裝置的檢測工作。第十五條防雷裝置實行定期檢測制度。防雷裝置檢測為每年一次，對爆炸危險環境的防雷裝置可以每半年檢測一次。第十六條具有防雷檢測資質的檢測單位對防雷裝置檢測后，應當出具檢測報告，檢測項目全部合格后頒發合格證書。不合格的，應當限期整改。防雷檢測單位必須執行國家有關標準和規范，保證防雷檢測報告的真實性、科學性、公正性。第十七條防雷裝置使用單位必須做好防雷裝置的日常維護工作，并指定專人負責。發現問題，由使用單位及時維修或者報告承擔該裝置檢測的單位進行處理。第十八條廠礦企業應當加強防雷減災工作，定期檢測、維修防雷裝置，并接受當地氣象主管機構和當地人民政府安全生產管理部門的監督檢查。第五章資質與資格第十九條對從事防雷裝置檢測、防雷工程專業設計或者施工的單位實行資質管理制度。對從事防雷活動的專業技術人員實行資格管理制度。第二十條省、自治區、直轄市氣象主管機構應當會同有關部門組織對本行政區域內從事防雷裝置檢測的單位進行資質認證。第二十一條防雷工程專業設計或者施工的單位，應當在按照有關規定取得相應資質證書后，方可在其資質等級許可的范圍內從事防雷工程專業設計或者施工。第二十二條防雷工程專業設計或者施工的單位，必須按照相應資質等級承擔防雷工程專業設計或者施工。禁止無證或者超出資質等級承接防雷工程專業設計或者施工。第二十三條從事防雷裝置檢測、防雷工程專業設計或者施工等活動的專業技術人員，必須經省、自治區、直轄市氣象主管機構或者其他有關部門資格認可的組織進行專業培訓和考核，取得相應的資格證書。第六章防雷產品管理第二十四條防雷產品應當符合國務院氣象主管機構規定的使用要求。第二十五條防雷產品應當通過正式鑒定，并由國務院氣象主管機構委托的檢驗機構測試合格，經國務院氣象主管機構認可，方可投入使用。對社會提供公正數據的防雷產品質量檢驗機構，應當按照國家有關規定通過計量認證或者獲得資格認可。第二十六條防雷產品的使用，應當接受省、自治區、直轄市氣象主管機構的監督檢查。禁止使用未經認可的防雷產品。第七章雷電災害調查、鑒定第二十七條各級氣象主管機構負責組織雷電災害調查、統計和鑒定工作。其他有關部門和單位應當配合當地氣象主管機構做好雷電災害調查與鑒定工作。第二十八條遭受雷電災害的組織和個人，應當及時向當地氣象主管機構報告，并協助當地氣象主管機構對雷電災害進行調查與鑒定。第二十九條地方各級氣象主管機構應當及時向當地人民政府和上級氣象主管機構上報本行政區域內的重大雷電災情和年度雷電災害情況。第八章罰則第三十條違反本辦法規定，有下列行為之一的，按照《中華人民共和國氣象法》的有關規定，由各級氣象主管機構責令改正，給予警告；《中華人民共和國氣象法》未明確規定的，可以根據地方性法規或者地方政府規章的有關規定給予處罰；給他人造成損失的，依法承擔賠償責任：（一）不具備防雷檢測、防雷工程專業設計或者施工資質和資格，擅自從事防雷檢測、防雷工程專業設計或者施工的；（二）防雷工程專業設計未經當地氣象主管機構授權的單位審核同意，擅自施工的；（三）新建、擴建、改建的防雷裝置未經當地氣象主管機構委托的單位驗收或者未取得合格證書，擅自投入使用的；（四）應當安裝防雷裝置而拒不安裝的；（五）安裝和使用不符合使用要求的防雷裝置的